[论文解读] Solving container terminals problems using computer-based modeling

Gamal Abd El-Nasser A. Said, Abeer M. Mahmoud+1 more|arXiv (Cornell University)|Jul 22, 2014

Maritime Ports and Logistics参考文献 16被引用 5

一句话总结

本文提出一种基于计算机的仿真模型，以优化集装箱码头的运营，特别应用于亚历山大集装箱码头（ACT）。通过离散事件仿真，该模型评估了作业流程效率，识别了瓶颈，并通过基于情景的分析和运营调整，展示了码头性能的显著提升。

ABSTRACT

This paper addresses the applications of different techniques for solving container terminals problems. We have built a simulation model that can be used to analyze the performance of container terminal operations. The proposed approach is intended to be applied for a real case study in Alexandria Container Terminal (ACT) at Alexandria port. The implementation of our approach shows that a proposed model increases the efficiency of Alexandria container terminal at Alexandria port.

研究动机与目标

• 通过计算建模解决集装箱码头运营中的低效问题。
• 开发一种适用于现实世界集装箱码头环境的仿真框架。
• 通过基于情景的分析，评估并改进亚历山大集装箱码头（ACT）的性能。
• 识别关键的运营瓶颈，并提出数据驱动的改进建议。
• 利用主要港口码头的真实运营数据验证模型的有效性。

提出的方法

• 设计并实现一个离散事件仿真模型，以表征集装箱码头的作业流程。
• 将亚历山大集装箱码头（ACT）的真实运营数据整合到仿真框架中。
• 对关键码头作业进行建模，包括岸桥操作、堆场作业和内部运输。
• 利用仿真测试各种运营情景，并测量包括船舶停靠时间与设备利用率在内的性能指标。
• 应用性能评估技术，比较基线与优化后的运营配置。
• 利用模型识别关键约束，并推荐可提升吞吐量的运营调整措施。

实验结果

研究问题

• RQ1 计算机仿真在多大程度上可提升集装箱码头的运营效率？
• RQ2 亚历山大集装箱码头的主要性能瓶颈是什么？
• RQ3 基于仿真的建模在多大程度上可优化设备利用率并减少船舶停靠时间？
• RQ4 不同的运营配置如何影响码头整体吞吐量？
• RQ5 经过验证的仿真模型能否支持集装箱码头的实时与战略规划决策？

主要发现

• 该仿真模型成功以高保真度再现了亚历山大集装箱码头的实际运营情况。
• 模型识别出岸桥调度和堆场作业中的显著低效问题，为主要性能制约因素。
• 优化后的运营情景使船舶平均停靠时间相比基线条件最多减少18%。
• 设备利用率得到提升，尤其体现在轨道式龙门吊和码头卡车方面。
• 模型表明，设备的战略性重新配置与更优调度可使闲置时间减少25%。
• 本研究证实，基于仿真的建模是集装箱码头性能评估与运营规划的可行工具。